Verdens ældste plantefossiler kan omskrive livets historie

I efteråret 2015 sprang phd.-studerende Therese Sallstedt pludselig op fra mikroskopet ved Naturhistoriska Riksmuseet i Stockholm, Sverige.

»Jeg var så ophidset, at jeg blev nødt til at gå tre gange rundt om bygningen, før jeg kunne gå op til min vejleder og fortælle ham, hvad jeg havde set,« siger Therese Sallstedt.

I tyndsnit af klipper med fossile bakteriemåtter fra Chitrakoot i Indien havde hun set velbevarede celler med langt større kompleksitet end de omgivende bakterier.

Det, hun så, mindede hende om nogle af de tidligste planter – 600 millioner år gamle alger fundet i Kina. Sagen var bare, at de indiske klipper var ældre – meget ældre – 1.600 millioner år gamle, og hvis det var sandt, havde hun netop som den første set de ældste fossiler af planter i verden.

Sammen med vejlederen, professor emeritus Stefan Bengtson, offentliggør Sallstedt nu ikke bare studiet af ét, men to slags fossiler af verdens ældste planter – sandsynligvis rødalger – i det videnskabelige tidsskrift PLOS Biology.

\ Læs mere

Ældste fossiler på Jorden giver håb om at finde liv i universet

Forskerkollega: »Intet mindre end fantastisk«

»Det her arbejde er intet mindre end fantastisk. De viser strukturer inden i celler fra flercellet komplekst væv, som er 1.600 millioner år gammelt – det er science fiction, bortset fra at det er gjort nu,« siger gæsteforsker Emma Hammarlund, som forsker i livets udviklingshistorie på Syddansk Universitet, men ikke har deltaget i det nye studie.

»Men udover, at de finder de ældste fossiler, som ligner moderne rødalger, vil de nye fossiler flytte vores skøn for oprindelsen af den sidste fælles forfader til alle eukaryoter [komplekse celler, red.] dybt tilbage i tiden.«

\ Læs mere

Flercellet liv opstod langt tidligere end antaget

Fundet kan omskrive den tidlige udviklingshistorie

Oprindelsen af komplekse celler (eukaryoter) er en milepæl i Jordens og vores historie, fordi alle højere flercellede organismer – planter, svampe, dyr – stammer fra dem.

Så udover, at planters oprindelse i sig selv er spændende, fordi planter spiller en nøglerolle for Jordens liv, kan studiet flytte et forankringspunkt i det nuværende stamtræ meget længere tilbage i tiden – og dermed trække i resten af træet, så man bliver nødt til at kalibrere den tidlige udviklingshistorie på ny.

»Sagt forenklet tvinger de her 1,6 milliarder år gamle fossiler af rødalger os til at genoverveje timingen for, hvornår det højere liv opstod på Jorden. De fortæller os, at det skete meget tidligere end hidtil antaget,« siger Therese Sallstedt.

Indisk kollega var anklaget for fusk

Fundet, som må være enhver forskers drøm, begyndte paradoksalt nok med enhver forskers mareridt.

»Det begyndte tilbage i 2006, da jeg blev kontaktet af min indiske kollega, Rafat Azmi, som var anklaget for forskningsfusk,« siger Stefan Bengtson.

Azmi led i årevis under en anklage for at have flyttet fossiler fra et andet sted til de indiske klipper og bad desperat Stefan Bengtson komme til Indien for at undersøge klipperne som uvildig part.

Stefan Bengtson rejste til Indien og indsamlede selv fossiler og sendte dem direkte til Sverige for at studere dem nærmere. Her afslørede han, at Azmis fund var gode nok, men hvor Rafat Azmi troede, at have fundet fossiler fra Kambrium for cirka 500 millioner år siden, kunne Stefan Bengtson og kollegerne overraskende afsløre, at fossilerne i virkeligheden var 1,6 milliarder år gamle.

\ Læs mere

Planter kickstartede evolutionært drama

To forskellige typer fossiler

Det, Rafat Azmi havde troet, var skaller fra dyr, var i virkeligheden forstenede gaslommer, fanget under slimede måtter af urgamle bakterier.

Det var disse tidlige bakteriesamfund, som Therese Sallstedt oprindeligt var interesseret i at studere og forstå.

Blandt bakterierne havde Stefan Bengtson allerede fundet lange tråde af algelignende strukturer, som kunne være eukaryoter, da Therese Sallstedt fandt sine mere ‘kødfulde’ plantefossiler. (Se boks 1 under artiklen)

Med hendes fund så det nu ud til, at der var tale to vidt forskellige typer af højt udviklede rødalger, og forskerne slog fundene sammen under ét.

Indre strukturer har overlevet ufattelige tidsspænd

Det mest overbevisende bevis for, at der er tale om højere celler, kommer indefra.

Fossilerne er så forbløffende godt bevaret, at små, sarte, mikroskopiske indre strukturer har overlevet det ufattelige tidsspænd frem til i dag – det er det, Emma Hammarlund kalder science fiction. (Læs mere i boks 2 under artiklen)

\ Læs mere

4 forunderlige skabninger trodser alt, vi ved om liv

Og hun er ikke den eneste forskerkollega, der er begejstret:

»Billederne i artiklen taler deres eget sprog. Her er mange detaljer i organismerne flot bevaret. Det er helt unikt for fossiler af den alder,« siger adjunkt ved Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet, Tais Wittchen Dahl, som ikke har deltaget i det nye studie.

Mikroskopiske strukturer bevaret intakt

Forskerne har opdaget afslørende indre eukaryote strukturer, inklusive skillevægge med ’forbindelses-huller’, mellem enkeltceller, hvilket typisk ses i flercellede organismer som rødalger, ’frugtsten’ eller pyrenoider, som er en struktur i grønkorn hos alger, der medvirker ved syntesen af kulhydrater i cellen samt strukturer i de kødfulde fossiler, som ses hos en gruppe nutidige rødalger kaldet kalkalger.

\ Læs mere

Jagten på de ældste flercellede organismer

Med fossilerne har StefanBengtson og Therese Sallstedt fundet, at der er basis for at beskrive to nye arter og slægter af rødalger, som de har døbt henholdsvis Rafatazmia (til ære for den indiske forsker Rafat Azmi) og Ramathallus (latin for kødfuld gren).

Kan være nogle af de tidligste flercellede livsformer

»Det særligt interessante er, at forskerne mener, mikrofossilerne hører til rødalgerne, som er nogle af de allertidligste flercellede livsformer på Jorden,« siger Tais Dahl.

»Flercellet liv er udviklet flere gange i historien, men det sker først hos planterne, og det er her, studiet får en særlig betydning for beregningen af, hvornår de første eukaryote celler opstod på Jorden. Det er, fordi de ældste fossile rødalger bruges til at kalibrere aldersbestemmelser med det ’molekylære ur’,« siger Tais Dahl.

Et molekylært ur angiver tider i udviklingshistorien, baseret på DNA-slægtskab mellem nulevende organismer, men det afgørende er, at ’uret’ forankres ved hjælp af daterede fossiler for ikke at svæve løst rundt i udviklingshistorien.

\ Læs mere

Store opdagelser: Livets oprindelse

Billedet af livets udvikling skal revideres kraftigt

Hidtil har et andet fossil af en rødalge, Bangiomorpha, fra Canada været det ældste med en alder på cirka 1,2 milliarder år. Molekylærbiologerne har dog haft svært ved at acceptere den høje alder, og Bangiomorpha er blevet ignoreret som en sær undtagelse.

»Men vores nye data gør det svært at afvise tilstedeværelsen af rødalger, ikke bare for 1,2, men allerede for 1,6 milliarder år siden,« siger Stefan Bengtson.

Hvis de har ret, betyder det, at det molekylære ure skal kalibreres kraftigt, og vores billede af livets udvikling kan stå over for en ordentlig revision.

»Allerede nu, hvis Bangiomorpha inkluderes i beregningerne – hvilket de fleste undgår – sætter nogle estimater den fælles forfader til 3,8-4,2 milliarder år før nu,« siger Emma Hammarlund.

Det vil sige meget kort tid efter de første encellede organismer.

\ Læs mere

Store opdagelser: Cellelæren – alt levende består af celler

Studiet rejser mange nye spørgsmål

Præcis, hvordan livets træ skal kalibreres, vil Stefan Bengtson ikke sætte tider på og siger, at det for nuværende vil være gætteri, men der er ingen tvivl om, at oprindelsen af eukaryoter og komplekst liv sendes dybere tilbage i historien.

\ Læs mere

Hvad er liv?

Og det rejser mange spørgsmål, ikke mindst hvorfor det tilsyneladende gik lynhurtigt med at få eukaryote celler og store komplekse organismer, men at der så alligevel gik helt frem til Kambrium for 5-600 millioner år siden, inden flercellede, komplekse dyr så dagens lys.

»Den store gåde, som har mere end et århundrede på bagen, er, hvorfor ’den kambriske eksplosion’ af flercellede organismer var så lang tid undervejs. Nu ser vi, at flercellede, komplekse organismer allerede fandtes en milliard år tidligere, og dermed viser vi, at det i hvert fald ikke var manglen på den slags organismer, som holdt det tilbage,« siger Stefan Bengtson.

\ Læs mere

Livet blev stort på kort tid